JPS6325819B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は振動子を高周波振動させ、この振動子
によつて液体中に超音波を発射し、液体を霧化さ
せる超音波霧化装置に関するものであり、特に霧
化すべき液体がなくなつた場合に、振動子および
回路を構成する部品の破壊を防止できる超音波霧
化装置を提供するものである。

超音波霧化装置とは霧化すべき液体の下部に取
付けられた圧電振動子を発振回路によつて駆動
し、超音波を液面上に向けて放射することによ
り、液体を微粒子状に霧化させるものである。最
近、このような超音波霧化装置が加湿用および薬
液の霧化用として需要が高まつてきている。

従来の超音波霧化装置の主要部の回路を第１図
に、またこの回路の各箇所の電源波形を第２図に
示す。第１図において、１ａと１ｂは単相な交流
電源入力端子、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは整流回
路を構成するダイオード、３は雑音除去用のコン
デンサ、４は整流回路の出力端子、５と６はトラ
ンジスタ７のベースにバイアス電圧を与える分圧
抵抗である。８，９，１０はコンデンサ、１１は
抵抗、１２は振動子であり、これらはコルピツツ
発振回路を構成する。１３はチヨークコイル、１
４はトランジスタ７のコレクタ端子である。

上記構成の回路において、電源入力端子１ａと
１ｂ間には第２図ａに示す交流電圧が印加され、
この印加された交流電圧はダイオード２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄで構成される発振回路で第２図ｂ
のように全波整流される。すなわち、コンデンサ
３は0.02μF程度の容量の小さいものであり、出力
側からの雑音除去を目的として設けられているも
ので、回路の箇所４には第２図ｂに示す全波整流
波形電圧がそのままあらわれる。また、回路の箇
所１４にはトランジスタ７、コンデンサ８，９，
１０、抵抗１１、振動子１２で構成される発振回
路により発生した高周波電圧が第２図ｂに示す電
源電圧で変形された第２図ｃに示す電圧波形が現
われる。振動子１２は第２図ｃに示すような高周
波振動を行ない超音波を液中に発射する。

上記従来の超音波霧化装置において、霧化すべ
き液体があるうちは振動子１２はこの液体に浸漬
されており、振動子１２はこの液体によつて冷却
される。しかし、霧化すべき液体がなくなると振
動子１２は空気中に露出し振動子１２は非常な高
温となり、ついには破壊する欠点があつた。

本発明は、上記従来の欠点を除去するものであ
り、霧化すべき液体がなくなつた時、即時に霧化
動作を停止させて、振動子の破壊および振動子の
破壊に続いて生ずる回路部品の破壊を防止させる
保護回路を備えた超音波霧化装置を提供するもの
である。

以下本発明の実施例を図面をもとにして詳細に
説明する。第３図は本発明の一実施例である超音
波霧化装置の回路図である。第３図において、破
線部分１５以外の回路は第１図に示した従来の超
音波霧化装置の回路と同一であるため、第３図の
破線部分１５以外の回路においては第１図と同じ
番号を付してある。

第３図の破線部分１５は保護回路であり、１
６，１７は発振用トランジスタ７のコレクタ電圧
を分圧するための抵抗、１８，１９はトランジス
タ、２０，２１，２２は抵抗であり、これらは差
動増幅回路を構成している。

２３，２４はそれぞれ整流回路の出力端子４の
電源電圧を分圧してトランジスタ１９のベースに
印加するための抵抗および半固定抵抗である。２
５，２６および２７はダイオード、抵抗およびコ
ンデンサであり、整流回路の出力端子４に現われ
る電源電圧をほぼ完全な直流電圧に変換する平滑
回路を構成している。２８，２９はトランジス
タ、３０はトランジスタ１８のコレクタとトラン
ジスタ２８のベース間に設けられた抵抗、３１は
トランジスタ２８のコレクタ側に設けられた抵
抗、３２はトランジスタ２８のコレクタとトラン
ジスタ２９のベース間に設けられた抵抗である。
３３はトランジスタ１８のベース端子であり、３
４はトランジスタ１９のベース端子である。

このような回路構成において、今、霧化すべき
液体が充分にあり、振動子１２はこの液体に浸漬
され正常な動作をしている場合を考える。このと
き、半固定抵抗２４を調整し、出力端子４に現わ
れる発振回路の電源電圧を分圧した電圧であるト
ランジスタ１９のベース電圧を、発振電圧を分圧
した電圧であるトランジスタ１８のベース電圧よ
り高く設定しておく。トランジスタ１８，１９は
差動増幅回路を構成しており、このように設定す
るとトランジスタ１８はオフでトランジスタ１８
のコレクタ電圧はハイレベルにある。したがつ
て、トランジスタ２８のベース電流は流れずトラ
ンジスタ２８はオフである。したがつて、トラン
ジスタ２８のコレクタ電圧はゼロでトランジスタ
２９はオフであり、発振用トランジスタ７のベー
スには出力端子４より正常なバイアス電圧が印加
され、規定の発振動作を続ける。

次に霧化すべき液体がなくなつた場合には、振
動子１２は空気中に露出され発振用トランジスタ
７のコレクタ電圧は上昇し、したがつてトランジ
スタ１８のベース電圧がトランジスタ１９のベー
ス電圧より高くなる。

したがつてトランジスタ１８はオンし、トラン
ジスタ２８のベース電流が流れトランジスタ２８
がオンする。トランジスタ２８がオンすればトラ
ンジスタ２９のベース電流が流れトランジスタ２
９はオンする。

トランジスタ２９のオンにより発振用トランジ
スタ７のベースバイアスはゼロとなり、トランジ
スタ７はオフし発振動作は停止する。

第４図ａ〜ｄは第３図の回路の各箇所における
電圧波形を示している。第４図ａは整流回路の出
力端子４における電圧波形で、ダイオード２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄより構成される整流回路の出力
電圧をあらわしている。

第４図ｂは霧化すべき液体がある場合のトラン
ジスタ１８のベース端子３３における電圧波形で
あり、発振用トランジスタ７のコレクタ電圧を抵
抗１６，１７で分圧した電圧をあらわしている。
第４図ｃは第４図ｂと同じく回路の箇所３３にお
ける電圧波形であるが霧化すべき液体がない場合
を示している。

第４図ｄはトランジスタ１９のベース端子の電
圧波形であり、第４図ａに示す整流回路の出力電
圧を抵抗２３、半固定抵抗２４で分圧した電圧を
あらわしている。

第５図は第４図のｂ，ｃ，ｄの電圧波形を重ね
て記入し電圧の大きさを比較したものである。霧
化すべき液体がない場合のｃの電圧が一番大き
く、次に大きいのが発振回路の電源電圧を分圧し
たｄの電圧で、霧化すべき液体がある場合のｂの
電圧が一番小さい。ｂの電圧とｃの電圧またはｂ
の電圧とｄの電圧の大きさを比較して霧化動作を
行なわせたり停止させたりする。ｂの場合は正常
の霧化動作をし、ｃの場合には霧化動作が停止す
る。

以上のように霧化すべき液体がなくなつた場合
には、超音波霧化装置の霧化動作を停止させて振
動子および回路の部品の損傷を防止できる。

次に本発明の他の実施例を第６図に示す。同図
の回路構成は最先の実施例を示す第３図に破線部
分３５を付加した構成をしている。破線部分３５
以外は第３図と同一である。

同図において、３６はサイリスタ、３７はサイ
リスタ３６のアノード側に設けられている抵抗、
３８はトランジスタ、３９はトランジスタ３８の
ベースとサイリスタ３６のアノード間に設けられ
た抵抗、４０はトランジスタ３８のコレクタ側に
設けられた抵抗である。

第６図の特徴は、トランジス２８の出力をサイ
リスタ３６で受けている点である。

上記構成において、霧化すべき液体がなくな
り、振動子１２が空気中に露出したときトランジ
スタ７のコレクタ電圧が大きくなり、トランジス
タ１８がオンし、したがつて、トランジスタ２８
もオンし、トランジスタ２８のコレクタ電圧の上
昇によりサイリスタ３６のゲート電圧が上昇し、
サイリスタ３６はオンする。するとサイリスタ３
６のアノード電圧はゼロとなるためトランジスタ
３８はオフし、トランジスタ３８のコレクタ電圧
は上昇し、トランジスタ２９はオンする。したが
つてトランジスタ７のベースバイアスはゼロとな
り発振動作は停止する。

上記実施例の長所は、スイツチング回路にサイ
リスタを用いているので、いつたん発振動作が停
止するとその状態を続け、より動作が確実なこと
である。

第７図にさらに他の実施例を示す。同図の回路
構成は第６図のトランジスタ１９、抵抗２１，２
２を除去し、トランジスタ１８のエミツタ側を半
固定抵抗２４の片側に接続し、サイリスタ３６の
ゲートと接地間に抵抗４１を、サイリスタ３６の
ゲートとトランジスタ２８のコレクタ間に抵抗４
２をそれぞれ接続したものである。

すなわち、トランジスタ１８のベースに発振用
トランジスタ７のコレクタ電圧を抵抗１６，１７
で分割した電圧を印加し、一方トランジスタ１８
のエミツタには出力端子４に現われる電圧を抵抗
２３、半固定抵抗２４で分圧した電圧を印加して
いる。

この回路構成で発振電圧の大きさと電源電圧の
大きさの比較を行なつている。すなわち、霧化す
べき液体があり、振動子１２がこの液体中に浸漬
しているときは、トランジスタ１８のベース電圧
より同エミツタ電圧の方が高く、トランジスタ１
８はオフである。したがつて、トランジスタ２８
はオフ、サイリスタ２６はオフ、トランジスタ３
８はオン、トランジスタ２９はオフとなり、トラ
ンジスタ７のバイアスは正常値であり、規定の発
振を行なう。

次に霧化すべき液体がなくなつて振動子１２が
空気中に露出したとき、トランジスタ１８のベー
ス電圧はエミツタ電圧より高くなり、トランジス
タ１８はオンする。するとトランジスタ２８のベ
ース電流が流れるからトランジスタ２８はオン
し、サイリスタ３６のゲート電圧が上昇しサイリ
スタ３６はオンし、トランジスタ３８のベース電
圧が下がり、トランジスタ３８はオフする。した
がつてトランジスタ２９はオンし発振用トランジ
スタ７のベースバイアスはゼロとなり、トランジ
スタ７の動作は停止する。

なお本実施例の場合、発振用トランジスタ７の
コレクタ電圧の分割電圧をトランジスタ１８のエ
ミツタに、電源電圧の分割電圧をトランジスタ１
８のベースに入力しても、後のスイツチング回路
の構成を変えれば上記で説明した動作と同等の動
作をさせることができる。

以上説明したように本発明の超音波霧化装置
は、従来の超音波霧化装置の基本回路に簡単な保
護回路を付加するだけで実現できるものであり、
霧化すべき液体がなくなつた場合、霧化動作を停
止させて振動子および回路の他の部品の破壊を防
止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波霧化装置の基本回路図、
第２図ａ，ｂ，ｃは第１図の回路の各箇所におけ
る電圧波形図、第３図は本発明の一実施例におけ
る超音波霧化装置の回路図、第４図ａ，ｂ，ｃ，
ｄおよび第５図は第３図の回路の各箇所における
電圧波形図、第６図は本発明の他の実施例におけ
る超音波霧化装置の回路図、第７図は本発明のさ
らに他の実施例における超音波霧化装置の回路図
である。 １ａ，１ｂ……単相交流電源入力端子、２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄ……ダイオード、７……トラン
ジスタ、８，９，１０……コンデンサ、１１……
抵抗、１２……振動子、１５……保護回路、１
６，１７……抵抗、１８，１９……トランジス
タ、２３……抵抗、２４……半固定抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単相交流を整流する整流回路と、この整流回
   路の出力電圧を電源電圧とする発振回路とを備え
   た超音波霧化装置であつて、上記発振回路の振動
   子を振動させる発振用トランジスタのコレクタ電
   圧を抵抗で分圧した分割電圧と上記電源電圧を抵
   抗で分圧した分割電圧との大きさを比較し、上記
   電源電圧を抵抗で分圧した分割電圧が上記発振用
   トランジスタのコレクタ電圧を抵抗で分圧した分
   割電圧より大きいとき上記発振用トランジスタの
   ベースバイアス電圧を下げてオフ状態にする保護
   回路を設けたことを特徴とする超音波霧化装置。 ２ 保護回路が、発振用トランジスタのコレクタ
   電圧を抵抗で分圧した分割電圧をベース入力電圧
   とする一方のトランジスタと電源電圧を抵抗で分
   圧した分割電圧をベース入力電圧とする他方のト
   ランジスタとよりなる差動増幅回路を備えてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超
   音波霧化装置。 ３ 保護回路が、発振用トランジスタのコレクタ
   電圧を抵抗で分圧した分割電圧と電源電圧を抵抗
   で分圧した分割電圧とのうち一方の分割電圧をベ
   ース入力とし他方の分割電圧をエミツタ入力とす
   るトランジスタを備えてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の超音波霧化装置。